• Journal of the Optical Society of Korea
• /
• 제9권4호
• /
• pp.162-168
• /
• 2005

Extraordinary phenomena related to the transmission of light via metallic films with subwavelength holes and grooves are known to be due to resonant excitation and interference of surface waves. These waves make various surface structures to have optically effective responses. Further, a related study subject involves the control of light transmitted from a single hole or slit by surrounding it with diffractive structures. This paper reports on the effects of controlling light with a periodic groove structure with Fresnel-type chirping. In Fresnel-type chirping, diffracted surface waves are coherently converged into a focus, and it is designed considering the conditions of constructive interference and angular spectrum optimization under the assumption that the surface waves are composite diffracted evanescent waves with a well-defined in-plane wavenumber. The focusing ability of the chirped periodic structures is confirmed experimentally by two-beam attenuated total reflection coupling. Critical factors for achieving subwavelength foci and bounds on size of focal spots are discussed in terms of the simulation, which uses the FDTD algorithm.

• Applied Science and Convergence Technology
• /
• 제24권5호
• /
• pp.172-177
• /
• 2015

We present disordered moth eye structures on curved surfaces fabricated by dry etching of thermally dewetted metal nanoparticles. This lithography-free fabrication allows the formation of subwavelength scale nanostructures on the strongly inclined surfaces such as ball lens as well as on the microlens arrays with low curvature. In particular, we found that the size and average distance of nanostructures are closely related to the inclined angle of the surface. Experimental results on oblique angle deposition of metal thin films followed by thermal dewetting also support these effects.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
• /
• 한국정밀공학회 2008년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.623-623
• /
• 2008

• 한국광학회:학술대회논문집
• /
• 한국광학회 2007년도 하계학술발표회 논문집
• /
• pp.255-256
• /
• 2007

We propose a novel method for the beam focusing by a single subwavelength metal slit surrounded by chirped dielectric surface gratings. In the proposed method, the period of each grating is chirped to make a focused beam at the desired position. Design of the grating structures for optimal beam focusing and the analysis of the field distribution are conducted based on the rigorous coupled wave analysis (RCWA). It is shown that the focused beam is formed at 1.5${\mu}m$ from the metal substrate and its full width at half maximum (FWHM) is 411nm.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.282.2-282.2
• /
• 2016

중적외선 물질에는 Ge, ZnS, ZnSe, Si 등이 있으나 고굴절율이므로 반사가 매우 크게 발생을 한다. 이를 줄이기 위해 다층 박막 무반사 코팅을 일반적으로 사용하지만 열에 취약함, 적합한 물질을 찾는 것이 매우 어려움, 다층 박막으로 제작 시 두께가 매우 두꺼워짐의 단점이 있다. 또한 Ge, ZnS, ZnSe 의 소재는 가격이 Silicon에 비해 매우 비싸다. 그러므로 RCWA(Rigorous Coupled Wavelength Analysis) 시뮬레이션을 이용하여 상대적으로 저렴한 소재임에도 고투과성을 지닌 중적외선용 무반사 실리콘 서브파장구조(Subwavelength Structures, SWSs)를 제안한다. 본 연구에서는 원기둥, 원뿔, 파라볼라, 잘린 원뿔(truncated cone) 등의 형태에 따른 투과율 특성을 파악하여 최적구조가 파라볼라 형태임을 증명하였다. 또한 서브파장구조의 주기, 높이의 특성을 조절하여 공정 시의 종횡비(Aspect ratio)를 고려한 최적형태를 제안하였다. 중적외선 영역($3{\mu}m{\sim}5{\mu}m$)에서 일반 Silicon의 적외선 영역에서 평균 55%의 낮은 투과율을 보이나, 양면에 무반사 구조를 설계 하였을 때 평균 94%의 높은 투과율을 확인할 수 있다. 다양한 형태를 가진 무반사 실리콘 서브파장 구조물을 RCWA 방식으로 계산함으로서 특성을 파악하며 최적구조를 설계 할 수 있다. 또한 단면에 비하여 양면으로 SWSs 구조를 제작할 시 매우 두드러지는 투과특성을 확인할 수 있다. 고굴절율이지만 뛰어난 투과특성을 이용하여 초소형 적외선 카메라 렌즈 뿐만 아니라 적외선 광검출기, 광학 필터 등에 이용 가능할 것으로 예상된다.

• 한국광학회지
• /
• 제30권2호
• /
• pp.67-73
• /
• 2019

본 논문에서는 다양한 배열을 가지는 기판에서의 특이 광 투과 센서 시스템의 센싱 성능을 조사하였다. 보조파장 홀 어레이 구조는 어레이의 주기와 격자 배열을 달리하여 제작하였고, 특이 광 투과 센서 시스템으로 제작한 기판에서의 투과 스펙트럼을 측정하였다. 굴절률이 다른 유전물질을 이용하여 투과 스펙트럼을 관찰한 결과 어레이의 주기가 증가할수록 센서의 민감도가 높아짐을 보았다. 또한 육각형 어레이에서 측정한 결과와 비교하였을 때 정사각형 어레이에서 센서의 성능이 향상됨을 입증하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
• /
• pp.393-393
• /
• 2012

Optically active nanostructures such as subwavelength moth-eye antireflective structures or surface enhanced Raman spectroscopy (SERS) active structures have been demonstrated to provide the effective suppression of unwanted reflections as in subwavelength structure (SWS) or effective enhancement of selective signals as in SERS. While various nanopatterning techniques such as photolithography, electron-beam lithography, wafer level nanoimprinting lithography, and interference lithography can be employed to fabricate these nanostructures, roll-to-roll (R2R) nanoimprinting is gaining interests due to its low cost, continuous, and scalable process. R2R nanoimprinting requires a master to produce a stamp that can be wrapped around a quartz roller for repeated nanoimprinting process. Among many possibilities, two different types of mask can be employed to fabricate optically active nanostructures. One is self-assembled Au nanoparticles on Si substrate by depositing Au film with sputtering followed by annealing process. The other is monolayer silica particles dissolved in ethanol spread on the wafer by spin-coating method. The process is optimized by considering the density of Au and silica nano particles, depth and shape of the patterns. The depth of the pattern can be controlled with dry etch process using reactive ion etching (RIE) with the mixture of SF6 and CHF3. The resultant nanostructures are characterized for their reflectance using UV-Vis-NIR spectrophotometer (Agilent technology, Cary 5000) and for surface morphology using scanning electron microscope (SEM, JEOL JSM-7100F). Once optimized, these optically active nanostructures can be used to replicate with roll-to-roll process or soft lithography for various applications including displays, solar cells, and biosensors.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제25권11호
• /
• pp.1113-1120
• /
• 2014

본 논문에서는 무한 평판에 위치한, 파장에 비하여 작은 개구의 투과효율을 향상시키는 두 가지 방법으로서 첫째, 리지가 있는 소형 원형 개구와 같은 투과공진개구 구조를 이용하는 방법, 둘째, 투과공진기 구조를 이용하는 일반적인 방법을 생각해 보았다. 특히 상기 두 가지 구조의 경우, 최대 투과 단면적이 공통적으로 $\frac{2G{\lambda}^2}{4{\pi}}[m^2]$(G는 개구의 이득)이 됨을 보였다. 그리고 두 구조의 근접장 현미경의 탐침 구조에의 적용 가능성을 검증하기 위하여 구형 도파관의 종단면에 장착된 구조로서 임피던스 정합 특성을 조사하였다. 또한, 상보적인 문제로서 파장에 비하여 충분히 작은 공진 산란체의 경우에도 관찰되는, 앞서 다룬 투과 공진 현상과 본질적으로 유사한 산란 공진 현상에 대하여도 논의하였다. 이러한 논의는 원자 물리 분야에서 원자 구조의 산란 단면적이 실제 원자 구조의 물리적인 단면적에 비하여 매우 큰 현상에 대한 이해를 하는데 도움이 될 것으로 사료된다.

• Current Optics and Photonics
• /
• 제2권5호
• /
• pp.482-487
• /
• 2018

We investigate the radiation characteristics of radially polarized light and azimuthally polarized light through plasmonic subwavelength-scale annular slit (PSAS) structures, by means of both theoretical and numerical methods. Effective-medium theory was utilized to analyze the characteristics of PSAS structures, and the corresponding results showed that PSAS structures can function as a metallic medium for azimuthally polarized light, or as a low-loss dielectric medium for radially polarized light. Numerical calculations based on the finite-element method were also performed, to verify the theoretical analyses. It turned out that the numerical results supported the theoretical results. Moreover, we exploited the PSAS structures in novel nanophotonic elements with dual functionalities that could selectively focus or pass/block incident light, depending on its polarization state. For example, if PSAS structures were implemented in the dielectric region of a metallic Fresnel zone plate, the modified zone plate could function as a blocking element to azimuthally polarized light, yet as a focusing element to radially polarized light. On the contrary, if PSAS structures were implemented in the metallic region of a metallic Fresnel zone plate (i.e. the inverted form of the former), it could function as a focusing element to azimuthally polarized light, yet as a simple transparent element to radially polarized light.

• Current Optics and Photonics
• /
• 제7권3호
• /
• pp.304-309
• /
• 2023

In this study, a binary dielectric annular nanoring lens is proposed to cover the full range of optical phase. The lens is designed numerically, based on the effective-medium theory. The performance of the proposed lens is verified for the cases of single-focal and dual-focal lenses. The efficiency of a single-focal lens is improved by 17.19% compared to a binary dielectric lens, and that of a dual-focal lens shows enhancements of 13.11% and 49.41% at the two focal points. This lens design can be applied to other optical components with axially symmetric structures.